(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円盤状基板の外周部分において周方向を横切る方向に連続する複数の面をそれぞれ個別の撮影視野範囲に含み、前記複数の面を前記円盤状基板の周方向に順次撮影して画像信号を出力する撮影部と、
該撮影部から順次出力される画像信号を処理する画像処理部とを有し、
前記画像処理部は、
前記画像信号に基づいて、前記円盤状基板の周方向に対応して延びる前記複数の面それぞれを含む各撮影視野範囲に対応した撮影画像を表す撮影画像データを生成する画像データ生成手段と、
前記複数の面それぞれを含む各撮影視野範囲に対応した撮影画像を表す撮影画像データから、前記複数の面に対応した複数の面画像部分をそれらの対応する境界線を合致させるようにして接合させた合成画像を表す合成画像データを生成する画像合成手段と、
前記合成画像データに基づいて前記合成画像を表示ユニットに表示させる出力制御手段とを有し、
前記画像合成手段は、前記複数の面それぞれを含む各撮影視野範囲に対応した撮影画像上における当該面に対応した面画像部分と当該面に隣接する一方の面側の外側画像部分との境界線の前記周方向の各位置での該周方向を横切る方向の位置を表す縦方向位置を基準にして、各画素点の前記周方向の対応した位置での縦方向位置が表されるように前記撮影画像を表す撮影画像データを補正する補正手段と、
前記補正された、前記複数の面それぞれを含む各撮影視野範囲に対応した撮影画像を表す撮影画像データから、前記複数の面のうちの所定の面を含む撮影視野範囲に対応した撮影画像上の前記境界線を基準境界線とし、該基準境界線の前記周方向の各位置での縦方向位置を基準として各画素点の前記周方向の対応する位置での縦方向位置が決められた前記合成画像を表す合成画像データを生成する合成画像データ生成手段とを有する円盤状基板の検査装置。
【請求項２】
前記円盤状基板は、上面の縁から下面に向けて傾斜した上外周ベベル面と、該上外周ベベル面の縁から続く外周端面と、下面から前記上面に向けて傾いて前記外周端面に続く下外周ベベル面とが、前記周方向を横切る方向に連続するように形成された半導体ウエーハであって、
前記複数の面は、前記上面の前記上外周ベベル面との隣接領域、前記上外周ベベル面、外周端面、下外周ベベル面、及び下面の前記下外周ベベル面との隣接領域のうちの連続する２以上の面である請求項１記載の円盤状基板の検査装置。
【請求項３】
前記複数の面は、前記上外周ベベル面、外周端面及び下外周ベベル面であり、
前記画像データ生成手段は、前記撮影部から順次出力される画像信号に基づいて、前記半導体ウエーハの周方向に対応して延びる前記上外周ベベル面を含む撮影視野範囲に対応した第１撮影画像を表す第１撮影画像データと、前記外周端面を含む撮影視野範囲に対応した第２撮影画像を表す第２撮影画像データと、前記下外周ベベル面を含む撮影視野範囲に対応した第３撮影画像を表す第３撮影画像データとを生成し、
前記画像合成手段は、前記第１撮影画像上における前記上外周ベベル面に対応した上外周ベベル面画像部分とその上面側の外側画像部分との境界線の前記周方向の各位置での縦方向位置を基準にして、前記第１撮影画像上の各画素点の前記周方向の対応した位置での縦方向位置が表されるように前記第１撮影画像データを補正し、
前記第２撮影画像上における前記外周端面に対応した外周端面画像部分とその上外周ベベル面側の外側画像部分との境界線の前記周方向の各位置での縦方向位置を基準にして、前記第２撮影画像上の各画素点の前記周方向の対応する位置での縦方向位置が表されるように前記第２撮影画像データを補正し、
前記第３撮影画像上における前記下外周ベベル面に対応した下外周ベベル面画像部分とその外周端面側の外側画像部分との境界線の前記周方向の各位置での縦方向位置を基準にして、前記第３撮影画像上の各画素点の前記周方向の対応する位置での縦方向位置が表されるように前記第３撮影画像データを補正し、
補正された前記第１撮影画像データ、第２撮影画像データ及び第３撮影画像データから、前記上外周ベベル面画像部分、前記外周端面画像部分及び前記下外周ベベル面画像部分をそれらの対応する境界線を合致させるようにして接合させた合成画像であって、前記第１撮影画像上の前記境界線を基準境界線として該基準境界線の前記周方向の各位置での縦方向位置を基準として各画素点の前記周方向の対応する位置での縦方向位置が決められた前記合成画像を表す合成画像データを生成する請求項２記載の円盤状基板の検査装置。
【請求項４】
前記複数の面は、前記半導体ウエーハの上面の前記上外周ベベル面との隣接領域、前記上外周ベベル面、外周端面、下外周ベベル面、及び前記半導体ウエーハの下面の前記下外周ベベル面との隣接領域であり、
前記画像データ生成手段は、前記撮影部から順次出力される画像信号に基づいて、前記半導体ウエーハの周方向に対応して延びる前記上外周ベベル面を含む撮影視野範囲に対応した第１撮影画像を表す第１撮影画像データと、前記外周端面を含む撮影視野範囲に対応した第２撮影画像を表す第２撮影画像データと、前記下外周ベベル面を含む撮影視野範囲に対応した第３撮影画像を表す第３撮影画像データと、前記上面の上外周ベベル面との隣接領域を含む撮影視野範囲に対応した第４撮影画像を表す第４撮影画像データと、前記下面の前記下外周ベベル面との隣接領域を含む撮影視野範囲に対応した第５撮影画像を表す第５撮影画像データとを生成し、
前記画像合成手段は、前記第１撮影画像上における前記上外周ベベル面に対応した上外周ベベル面画像部分とその上面側の外側画像部分との境界線の前記周方向の各位置での縦方向位置を基準にして、前記第１撮影画像上の各画素点の前記周方向の対応した位置での縦方向位置が表されるように前記第１撮影画像データを補正し、
前記第２撮影画像上における前記外周端面に対応した外周端面画像部分とその上外周ベベル面側の外側画像部分との境界線の前記周方向の各位置での縦方向位置を基準にして、前記第２撮影画像上の各画素点の前記周方向の対応する位置での縦方向位置が表されるように前記第２撮影画像データを補正し、
前記第３撮影画像上における前記下外周ベベル面に対応した下外周ベベル面画像部分とその外周端面側の外側画像部分との境界線の前記周方向の各位置での縦方向位置を基準にして、前記第３撮影画像上の各画素点の前記周方向の対応する位置での縦方向位置が表されるように前記第３撮影画像データを補正し、
前記第４撮影画像上における前記上面の前記上外周ベベル面との隣接領域に対応した上面画像部分とその上外周ベベル面側の外側画像部分との境界線の前記周方向の各位置での縦方向位置を基準にして、前記第４撮影画像上の各画素点の前記周方向の対応する位置での縦方向位置が表されるように前記第４撮影画像データを補正し、
前記第５撮影画像上における前記下面の前記下外周ベベル面との隣接領域に対応した下面画像部分とその隣接する下外周ベベル面側の外側画像部分との境界線の前記周方向の各位置での縦方向位置を基準にして、前記第５撮影画像上の各画素点の前記周方向の対応する位置での縦方向位置が表されるように前記第５撮影画像データを補正し、
補正された前記第１撮影画像データ、第２撮影画像データ、第３撮影画像データ、第４撮影画像データ及び第５撮影画像データから、前記上面画像部分、前記上外周ベベル面画像部分、前記外周端面画像部分、前記下外周ベベル面画像部分及び前記下面画像部分をそれらの対応する境界線を合致させるようにして接合させた合成画像であって、前記第１撮影画像上の前記境界線を基準境界線として該基準境界線の前記周方向の各位置での縦方向位置を基準として各画素点の前記周方向の対応する位置での縦方向位置が決められた前記合成画像を表す合成画像データを生成する請求項２記載の円盤状基板の検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエーハ等の円盤状基板の外周部分を撮影して検査する円盤状基板の検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
円盤状の半導体ウエーハ（円盤状基板）は、例えば、図２１（ａ）、（ｂ）に示すような構造となっている。なお、図２１（ａ）は、半導体ウエーハの斜視図であり、図２１（ｂ）は、図２１（ａ）のＡ−Ａ断面を拡大して示した断面図である。図２１（ａ）、（ｂ）に示すように、半導体ウエーハ１０の外周部分１０Ｅには、その上面１１ａ縁から下面１１ｂに向けて傾斜した上外周ベベル面１２Ｕ、また、逆に、下面１１ｂ縁から上面１１ａに向けて傾斜した下外周ベベル面１２Ｌ、及び上外周ベベル面１２Ｕと下外周ベベル面１２Ｌとに接合する外周端面１２Ａが形成されている。また、外周部分１０Ｅには、その周方向Ｄｓの基準位置を表すノッチ１３が形成されている。
【０００３】
このような半導体ウエーハ１０の製造プロセスの過程で、その表面に、レジスト膜、絶縁膜、導電膜等の種々の膜層が形成される（例えば、特許文献１参照）。これらの膜層は、半導体ウエーハ１０の製造プロセス上必要であったり、設計された機能を発揮させるために必要であったり、その目的も様々であり、その目的に応じて形成されるべき領域が決められている。上外周ベベル面１２Ｕとの境界に達しないように上面１１ａに形成されるべき膜層、上面１１ａから上外周ベベル面１２Ｕにまで達するように形成されるべき膜層、上面１１ａから上外周ベベル面１２Ｕを過ぎて外周端面１２Ａにまで達するように形成されるべき膜層、更に、上面１１ａから上外周ベベル面１２Ｕ及び外周端面１２Ａを過ぎて下外周ベベル面１２Ｌにまで達するように形成されるべき膜層等がある。
【特許文献１】特開２００７−１４２１８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような状況において、ウエーハ１０の表面に形成された膜層の状態（例えば、剥がれ、縁線の位置等）を検査する必要があるが、従来、膜層が連続する複数の面にわたって形成されたウエーハ１０における当該膜層の状態を精度良く評価することのできる検査装置が無かった。また、従来の検査装置は、傷が連続する複数の面にわたって形成されたり、異物が連続する複数の面にわたって付着したりしたウエーハ１０におけるそれらの状態を精度良く評価できるものではなかった。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、円盤状基板の連続する複数の面の状態をより精度良く検査（評価）することのできる円盤状基板の検査装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る円盤状基板の検査装置は、前記円盤状基板の外周部分において周方向を横切る方向に連続する複数の面をそれぞれ個別の撮影視野範囲に含み、前記複数の面を前記円盤状基板の周方向に順次撮影して画像信号を出力する撮影部と、
該撮影部から順次出力される画像信号を処理する画像処理部とを有し、
前記画像処理部は、
前記画像信号に基づいて、前記円盤状基板の周方向に対応して延びる前記複数の面それぞれを含む各撮影視野範囲に対応した撮影画像を表す撮影画像データを生成する画像データ生成手段と、
前記複数の面それぞれを含む各撮影視野範囲に対応した撮影画像を表す撮影画像データから、前記複数の面に対応した複数の面画像部分をそれらの対応する境界線を合致させるようにして接合させた合成画像を表す合成画像データを生成する画像合成手段と、
前記合成画像データに基づいて前記合成画像を表示ユニットに表示させる出力制御手段とを有し、
前記画像合成手段は、前記複数の面それぞれを含む各撮影視野範囲に対応した撮影画像上における当該面に対応した面画像部分と当該面に隣接する一方の面側の外側画像部分との境界線の前記周方向の各位置での該周方向を横切る方向の位置を表す縦方向位置を基準にして、各画素点の前記周方向の対応した位置での縦方向位置が表されるように前記撮影画像を表す撮影画像データを補正する補正手段と、
前記補正された、前記複数の面それぞれを含む各撮影視野範囲に対応した撮影画像を表す撮影画像データから、前記複数の面のうちの所定の面を含む撮影視野範囲に対応した撮影画像上の前記境界線を基準境界線とし、該基準境界線の前記周方向の各位置での縦方向位置を基準として各画素点の前記周方向の対応する位置での縦方向位置が決められた前記合成画像を表す合成画像データを生成する合成画像データ生成手段とを有する構成となる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、連続した複数の面にそれぞれを含む各撮影視野範囲に対応した撮影画像を表す撮影画像データから、その複数の面に対応した複数の面画像部分をそれらの対応する境界線を合致させるようにして接合させた合成画像を表す画像合成データに基づいて表示ユニットに表示される前記合成画像から、円盤状基板の連続する複数の面の状態を総合的に把握することができるようになるので、その円盤状基板の連続する複数の面の状態をより精度良く検査（評価）することのできるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。
【００１８】
本発明の実施の形態に係る円盤状基板の検査装置は、例えば、半導体ウエーハのエッジ検査装置にて実現される。この半導体ウエーハのエッジ検査装置の撮影系は、例えば、図１に示すように構成されている。
【００１９】
図１において、ステージ１００が、回転駆動モータ１１０の回転軸１１０ａに保持され、一定の方向に回転させられるようになっている。ステージ１００には円盤状基板となる半導体ウエーハ（以下、単にウエーハという）１０が水平状態にセットされる。なお、ステージ１００にはアライメント機構（図示略）が設けられており、ウエーハ１０の中心がステージ１００の回転中心（回転軸１１０ａの軸芯）に極力合致するように当該ウエーハ１０のステージ１００上での位置が調整されるようになっている。
【００２０】
ステージ１００にセットされたウエーハ１０の外周部分に対向するように第１カメラユニット１３０ａ、第２カメラユニット１３０ｂ、第３カメラユニット１３０ｃ、第４カメラユニット１３０ｄ、第５カメラユニット１３０ｅの５台のカメラユニット（例えば、ＣＣＤラインセンサを撮像素子として内蔵するカメラ）が配置されている。この５台のカメラユニット１３０ａ〜１３０ｅは、当該エッジ検査装置において撮影部を構成する。
【００２１】
ウエーハ１０の外周部分１０Ｅには、図２１を参照して説明したように、上面１１ａから続く上外周ベベル面１２Ｕ、外周端面１２Ａ及び下面１１ｂに続く下外周ベベル面１２Ｌが周方向Ｄｓを横切る方向に連続するように形成されている。前記５台のカメラユニット１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ、１３０ｄ、１３０ｅのウエーハ１０に対する具体的な配置関係は図２に示すようになっている。
【００２２】
図２において、第１カメラユニット１３０ａは、上外周ベベル面１２Ｕに正対するように配置され、その撮影視野範囲Ｆ１は、上外周ベベル面１２Ｕを含み、僅かに上面１１ａ側及び外周端面１２Ａ側に広がっている。第２カメラユニット１３０ｂは、外周端面１２Ａに正対するように配置され、その撮影視野範囲Ｆ２は、外周端面１２Ａを含み、僅かに上外周ベベル面１２Ｕ側及び下外周ベベル面１２Ｌ側に広がっている。第３カメラユニット１３０ｃは、下外周ベベル面１２Ｌに正対するように配置され、その撮影視野範囲Ｆ３は、下外周ベベル面１２Ｌを含み、僅かに外周端面１２Ａ側及び下面１１ｂ側に広がっている。第４カメラユニット１３０ｄは、上面１１ａの上外周ベベル面１２Ｕとの隣接領域（以下、適宜上面外周部分という）に正対するように配置され、その撮影視野範囲Ｆ４は、前記上面外周部分を含み、僅かに上外周ベベル面１２Ｕ側に広がっている。また、第５カメラユニット１３０ｅは、下面１１ｂの下外周ベベル面１２Ｌとの隣接領域（以下、適宜下面外周部分という）に正対するように配置され、その撮影視野範囲Ｆ５は、前記下面外周部分を含み、僅かに下外周ベベル面１２Ｌ側に広がっている。
【００２３】
なお、図２には、照明系については示されていないが、実際には、５つのカメラユニット１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ、１３０ｄ、１３０ｅのそれぞれにそれが正対する面からの反射光が有効に入射するように、ウエーハ１０の外周部分１０Ｅにおける各面１１ａ、１２Ｕ、１２Ａ、１２Ｌ、１１ｂに対して照明光が照射されている。また、各カメラユニット１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ、１３０ｄ、１３０ｅの被写界深度は、例えば、そのカメラユニットが正対する面が明確には写るように設定される。
【００２４】
また、各カメラユニット１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ、１３０ｄ、１３０ｅの撮像素子として用いられるＣＣＤラインセンサは、ウエーハ１０の周方向（Ｄｓ：図２の紙面に垂直な方向）を略直角に横切る方向に延びるように配置されている。
【００２５】
前述したような撮影系を有するウエーハ１０のエッジ検査装置では、ステージ１００の回転に伴ってウエーハ１０が回転する過程で、第１カメラユニット１３０ａが上外周ベベル面１２Ｕを、第２カメラユニット１３０ｂが外周端面１２Ａを、第３カメラユニット１３０ｃが下外周ベベル面１２Ｌを、第４カメラユニット１３０ｄが上面外周部分を、第５カメラユニット１３０ｅが下面外周部分を、周方向（Ｄｓ）に順次走査（副走査）する。これにより、第１カメラユニット１３０ａが上外周ベベル面１２Ｕを周方向Ｄｓに撮影して画素単位の画像信号を順次出力し、第２カメラユニット１３０ｂが外周端面１２Ａを周方向Ｄｓに撮影して画素単位の画像信号を順次出力し、第３カメラユニット１３０ｃが下外周ベベル面１２Ｕを周方向Ｄｓに撮影して画素単位の画像信号を順次出力し、第４カメラユニット１３０ｄが上面外周部分を周方向Ｄｓに撮影して画素単位の画像信号を順次出力し、第５カメラユニット１３０ｅが下面外周部分を周方向Ｄｓに撮影して画素単位の画像信号を順次出力する。
【００２６】
前述したエッジ検査装置の処理系は、図３に示すように構成される。
【００２７】
図３において、第１カメラユニット１３０ａ〜第５カメラユニット１３０ｅは、コンピュータにて構成される処理ユニット２００（画像処理部）に接続されている。処理ユニット２００は、半導体ウエーハ１０がアライメント機構によって水平状態にセットされたステージ１００を所定の速度で回転させるように回転駆動モータ１１０の駆動制御を行うとともに、第１カメラユニット１３０ａ〜第５カメラユニット１３０ｅのそれぞれから順次出力される画像信号を処理する。処理ユニット２００は、操作ユニット２１０及び表示ユニット２２０が接続されており、オペレータにて操作される操作ユニット２１０からの信号に基づいて各種の処理を実行し、前記画像信号から生成される画像データに基づいた画像や前記画像データを処理して得られた検査結果を表す情報等を表示ユニット２２０に表示させる。
【００２８】
ところで、前述したエッジ検査装置の検査対象となるウエーハ１０の表面には、例えば、図４に示すように膜層２０（絶縁膜層、導電膜層、レジスト膜層等）が形成される。なお、図４は、ウエーハ１０の周方向Ｄｓのある位置、具体的には、基準位置（例えば、図２１に示されるノッチ１３）からの回転角度位置θｉ（周方向の位置）での断面を示している。また、図４においては、膜層２０の厚さが強調して示されており、実際には、図示されるウエーハ１０の厚さに比べて、膜層２０の厚さは、図示されるものよりかなり薄いものである（後述する図７についても同じ）。
【００２９】
図４において、第１カメラユニット１３０ａの撮影視野範囲Ｆ１において、検査対象となるウエーハ１０の周方向を横切る方向における実際の撮影可能範囲Ｌ１は、実質的に上外周ベベル面１２Ｕと上面１１ａとの境界となる第１境界縁部１５ａと、上外周ベベル面１２Ｕと外周端面１２Ａとの境界となる第２境界縁部１５ｂとの間の範囲であって、上外周ベベル面１２Ｕの範囲に略合致している。これは、上外周ベベル面１２Ｕに正対するように配置された第１カメラユニット１３０ａは、上面１１ａ及び外周端面１２Ａに対しては正対した関係にはならず、上外周ベベル面１２Ｕの撮影に適した照明等の光学条件のもとでは、第１カメラユニット１３０ａの撮影視野範囲Ｆ１が僅かに上面１１ａ側及び外周端面１２Ａ側に広がっていても、上外周ベベル面１２Ｕに比べてその上面１１ａや外周端面１２Ａが明確には写らないためである。従って、撮影画像において、上面１１ａや外周端面１２Ａに対応した画像部分が上外周ベベル面１２Ｕに対応した画像部分の外側の画像部分として区別することが可能となる。
【００３０】
その結果、第１カメラユニット１３０ａから順次出力される画像信号から得られるウエーハ１０の周方向における基準位置（０度）から１周（３６０度）分に対応して延びる撮影視野範囲Ｆ１に対応した撮影画像は、例えば、図５（ａ）に示すようになる。図５（ａ）において、この撮影画像は、上外周ベベル面１２Ｕ（撮影可能範囲Ｌ１）に対応した上外周ベベル面画像部分Ｉ12Uを含み、周方向（θ方向）を横切る方向におけるその両側が外側画像部分ＩBUKとＩBKLとなる。一方の外側画像部分ＩBKUは上外周ベベル面１２Ｕが隣接する上面外周部分に対応しており、上外周ベベル面画像部分Ｉ12Uとこの外側画像部分ＩBKUとの境界線Ｅ15aは、上外周ベベル面１２Ｕと上面１１ａとの境界である第１境界縁部１５ａ（図４参照）に対応している。また、他方の外側画像部分ＩBKLは外周端面１２Ａに対応しており、上外周ベベル面画像部分Ｉ12Uとこの外側画像部分ＩBKLとの境界線Ｅ15bは、上外周ベベル面１２Ｕと外周端面１２Ａとの境界である第２境界縁部１５ｂ（図４参照）に対応している。そして、上外周ベベル面画像部分Ｉ12U上には、膜層２０に対応した膜層画像部分Ｉ12U（２０）が形成されている。
【００３１】
図４に戻って、第２カメラユニット１３０ｂの撮影視野範囲Ｆ２において、撮影対象となるウエーハ１０の周方向を横切る方向における実際の撮影可能範囲Ｌ２は、実施的に外周端面１２Ａと上外周ベベル面１２Ｕとの境界となる第２境界縁部１５ｂと、外周端面１２Ａと下外周ベベル面１２Ｌとの境界となる第３境界縁部１５ｃとの間の範囲であって、外周端面１２Ａの範囲に略合致している。これも、前述したのと同様に、外周端面１２Ａに正対するように配置された第２カメラユニット１３０ｂは、上外周ベベル面１２Ｕ及び下外周ベベル面１２Ｌに対しては正対した関係にはならず、外周端面１２Ａの撮影に適した照明等の光学条件のもとでは、第２カメラユニット１３０ｂの撮影視野範囲Ｆ２が僅かに上外周ベベル面１２Ｕ側及び下外周ベベル面１２Ｌ側に広がっていても、外周端面１２Ａに比べてその上外周ベベル面１２Ｕや下外周ベベル面１２Ｌが明確には写らないためである。この場合も、撮影画像上において、上外周ベベル面１２Ｕや下外周ベベル面１２Ｌに対応した画像部分が外周端面１２Ａに対応した画像部分の外側の画像部分として区別することが可能となる。
【００３２】
その結果、第２カメラユニット１３０ｂから順次出力される画像信号から得られるウエーハ１０の周方向に対応して延びる撮影視野範囲Ｆ２に対応した撮影画像は、例えば、図５（ｂ）に示すようになる。図５（ｂ）において、この撮影画像は、外周端面１２Ａ（撮影可能範囲Ｌ２）に対応した外周端面画像部分Ｉ12Aを含み、周方向（θ方向）を横切る方向におけるその両側が外側画像部分ＩBKUとＩBKLとなる。一方の外側画像部分ＩBKUは、上外周ベベル面１２Ｕに対応しており、外周端面画像部分Ｉ12Aとこの外側画像部分ＩBKUとの境界線Ｅ15bは、外周端面１２Ａと上外周ベベル面１２Ｕとの境界である第２境界縁部１５ｂ（図４参照）に対応している。また、他方の外側画像部分ＩBKLは下外周ベベル面１２Ｌに対応しており、外周端面画像部分Ｉ12Aとこの外側画像部分ＩBKLとの境界線Ｅ15cは、外周端面１２Ａと下外周ベベル面１２Ｌとの境界である第３境界縁部１５ｃ（図４参照）に対応している。そして、外周端面画像部分Ｉ12A上には、膜層２０に対応した膜層画像部分Ｉ12A（２０）が形成されている。
【００３３】
ところで、第１カメラユニット１３０ａの撮影視野範囲Ｆ１に対応した撮影画像（図５（ａ）参照）においては、上外周ベベル面画像部分Ｉ12Uと外側画像部分ＩBKU、ＩBKLとの境界線Ｅ15a、Ｅ15bは、上外周ベベル面１２Ｕと上面１１ａとの境界となる第１境界縁部１５ａ、上外周ベベル面１２Ｕと外周端面１２Ａとの境界となる第２境界縁部１５ｂに対応することから、その周方向を横切る方向の位置を表す縦方向位置（Ｙ）は、本来、周方向の各位置で同じ、即ち、撮影画像上で直線となって表れるものである。また、第２カメラユニット１３０ｂの撮影視野範囲Ｆ２に対応した撮影画像（図５（ｂ）参照）においても、外周端面画像部分Ｉ12Aと各外側画像部分ＩBKU、ＩBKLとの境界線Ｅ15b、Ｅ15cは、本来、撮影画像上で直線となって表れるはずである。
【００３４】
しかし、撮影画像上におけるこれらの境界線Ｅ15a、Ｅ15b、Ｅ15cは、図５（ａ）、図５（ｂ）に示すように、直線とはならない。即ち、各境界線Ｅ15a、Ｅ15b、Ｅ15cの周方向の各位置（θ）における縦方向位置（Ｙ）が変動している。これは、次の理由によるものである。
【００３５】
ウエーハ１０の外周部分における上外周ベベル面１２Ｕ、外周端面１２Ａ及び下外周ベベル面１２Ｌは、その加工精度等に起因して、例えば、図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、その幅や傾斜角度が周方向の各位置（θ）において種々変動し得る。このため、ウエーハ１０において隣接する各面１１ａ、１２Ｕ、１２Ａ、１２Ｌ、１１ｂそれぞれの境界となる第１境界縁部１５ａ、第２境界縁部１５ｂ、第３境界縁部１５ｃ、第４境界縁部１５ｄの径方向の位置が、周方向の各位置において変動し得る。このようにウエーハ１０の外周部分における隣接する各面それぞれの境界となる境界縁部１５ａ、１５ｂ、１５ｃの位置が変動することから、その境界縁部に対応した撮影画像上の各面画像部分（上外周ベベル面画像部分Ｉ12U、外周端面画像部分Ｉ12A等）と外側画像部分ＩBKU、ＩBKLとの境界線Ｅ15a、Ｅ15b、Ｅ15cが、撮影画像上で直線（周方向の各位置にて縦方向位置が一定）とはならない。
【００３６】
このような現象は、各ウエーハ１０に対してだけではなく、ウエーハ１０の個体間でも発生し得る。
【００３７】
このような事情により、図５（ａ）、（ｂ）に示すような撮影画像から直接各面（上面１１ａ、上外周ベベル面１２Ｕ、外周端面１２Ａ、下外周ベベル面１２Ｌ、下面１１ｂ）における膜層２０の形成位置、例えば、膜層２０の縁線の位置を精度良く定量的に評価（検査）することが難しい。
【００３８】
本発明の実施の形態に係る検査装置は、ウエーハ表面における膜層の形成位置を精度良く定量的に評価できるようにしたものである。以下、具体的に説明する。
【００３９】
検査対象となるウエーハ１０は、例えば、図７に示すように、その表面に４つの膜層２１、２２、２３、２４が形成されている。ウエーハ１０の周方向のある位置（θ）において、図７に示すように、第１膜層２１は、上面１１ａから上外周ベベル面１２Ｕ及び外周端面１２Ａを通って下外周ベベル面１２Ｌに達している。第２膜層２２は、第１膜層２１上に積層され、ウエーハ１０の上面１１ａから上外周ベベル面１２Ｕを通って外周端面１２Ａに達している。第３膜層２３は、第２膜層２２上に積層され、ウエーハ１０の上面１１ａから上外周ベベル面１２Ｕを通って外周端面１２Ａに達している。また、第４膜層２４は、ウエーハ１０の上外周ベベル面１２Ｕに達することなく、上面１１ａ上の第３膜層２３上に積層されている。
【００４０】
このようなウエーハ１０に対して、５台のカメラユニット１３０ａ〜１３０ｅが図２に示すのと同様に配置されている。即ち、上外周ベベル面１２Ｕに正対する第１カメラユニット１３０ａの撮影視野範囲Ｆ１が、上外周ベベル面１２Ｕを含み、僅かに上面１１ａ側及び外周端面１２Ａ側に広がっており、上外周ベベル面１２Ｕに相当する第１境界縁部１５ａと第２境界縁部１５ｂとの間の範囲が第１カメラユニット１３０ａの撮影可能範囲Ｌ１となっている。外周端面１２Ａに正対する第２カメラユニット１３０ｂの撮影視野範囲Ｆ２が、外周端面１２Ａを含み、僅かに上外周ベベル面１２Ｕ側及び下外周ベベル面１２Ｌ側に広がっており、外周端面１２Ａに相当する第２境界縁部１５ｂと第３境界縁部１５ｃとの間の範囲が第２カメラユニット１３０ｂの撮影可能範囲Ｌ２となっている。また、下外周ベベル面１２Ｌに正対する第３カメラユニット１３０ｃの撮影視野範囲Ｆ３が、下外周ベベル面１２Ｌを含み、僅かに外周端面１２Ａ側及び下面１１ｂ側に広がっており、下外周ベベル面１２Ｌに相当する第３境界縁部１５ｃと第４境界縁部１５ｄとの間の範囲が第３カメラユニット１３０ｃの撮影可能範囲Ｌ３となっている。
【００４１】
更に、上面外周部分（上面１１ａの上外周ベベル面１２Ｕとの隣接領域）に正対する第４カメラユニット１３０ｄの撮影視野範囲Ｆ４が、該上面外周部分を含み、僅かに上外周ベベル面１２Ｕ側に広がっており、前記上面外周部分に相当する第１境界線部１５ａから撮影視野範囲Ｆ４の逆側限界までの範囲が第４カメラユニット１３０ｄの撮影可能範囲Ｌ４となっている。また、下面外周部分（下面１１ｂの下外周ベベル面１２Ｌとの隣接領域）に正対する第５カメラユニット１３０ｅの撮影視野範囲Ｆ５が、該下面外周部分を含み、僅かに下外周ベベル面１２Ｌ側に広がっており、前記下面外周部分に相当する第４境界縁部１５ｄから撮影視野範囲Ｆ５の逆側限界までの範囲が第５カメラユニット１３０ｅの撮影可能範囲Ｌ５となっている。
【００４２】
撮影画像範囲Ｆ１〜Ｆ５が前述したように設定された各カメラユニット１３０ａ〜１３０ｅから出力される画像信号を順次入力する処理ユニット２００は、図８乃至図１０に示す手順に従って処理を実行する。
【００４３】
図８において、処理ユニット２００は、回転駆動モータ１１０の駆動制御を行ってステージ１００を所定方向に所定の速度にて回転させる（Ｓ１）。これにより、ステージ１００にセットされたウエーハ１０が回転する。ウエーハ１０が回転する過程で、処理ユニット２００は、第１カメラユニット１３０ａ、第２カメラユニット１３０ｂ、第３カメラユニット１３０ｃ、第４カメラユニット１３０ｄ及び第５カメラユニット１３０ｅのそれぞれから順次出力される画像信号に基づいて、ウエーハ１０の周方向に対応して延びる各撮影視野範囲Ｆ１〜Ｆ５に対応した撮影画像を表す撮影画像データを生成し、その撮影画像データを所定のメモリに取り込む（Ｓ２）。
【００４４】
具体的には、第１カメラユニット１３０ａからの画像信号に基づいて、ウエーハ１０の周方向に対応して延び、その１周分（０度〜３６０度）の上外周ベベル面１２Ｕを含む撮影視野範囲Ｆ１に対応した第１撮影画像を表す第１撮影画像データＤＩUb（θ）が、第２カメラユニット１３０ｂからの画像信号に基づいて、同様に、ウエーハ１０の１周分の外周端面１２Ａを含む撮影視野範囲Ｆ２に対応した第２撮影画像を表す第２撮影画像データＤＩAp（θ）が、第３カメラユニット１３０ｃからの画像信号に基づいて、同様に、ウエーハ１０の１周分の下外周ベベル面１２Ｌを含む撮影視野範囲Ｆ３に対応した第３撮影画像を表す第３撮影画像データＩＤLb（θ）がそれぞれ生成される。更に、第４カメラユニット１３０ｄからの画像信号に基づいて、ウエーハ１０の１周分の上面外周部分（上面１１ａの上外周ベベル面１２Ｕとの隣接領域）を含む撮影視野範囲Ｆ４に対応した第４撮影画像を表す第４撮影画像データＤＩSa生成され、また、第５カメラユニット１３０ｅからの画像信号に基づいて、ウエーハ１０の１周分の下面外周部分（下面１１ｂの下外周ベベル面１２Ｌとの隣接領域）を含む撮影視野範囲Ｆ５に対応した第５撮影画像を表す第５撮影画像データＤＩSb（θ）が生成される。
【００４５】
各撮影画像データは、周方向の位置（θ）と、周方向を横切る（例えば、直交する）方向の位置を表す縦方向位置Ｙとで決まる画素点の濃淡（輝度）情報として表される。この縦方向位置Ｙの原点は、処理ユニット２００内において任意に決めることができる。例えば、撮影視野範囲の周方向を横切る方向における一方の限界点に対応した撮影画像上の端点を縦方向位置Ｙの原点（Ｙ＝０）として決めることができる。
【００４６】
処理ユニット２００は、ウエーハ１０の１周分の各撮影画像データＩＤUb、ＩＤAp、ＩＤLb、ＩＤSa、ＩＤSbが得られると（Ｓ３でＹＥＳ）、回転駆動モータ１１０を停止させてウエーハ１０の回転を止め（Ｓ４）、撮影画像取り込みに係る処理を終了させる。
【００４７】
第１撮影画像データＤＩUbにて表される第１撮影画像は、例えば、図１１（ｂ）及び図１２（ａ）に示すようになる。この第１撮影画像は、上外周ベベル面画像部分Ｉ12Uを含み、周方向を横切る方向におけるその両側が外側画像部分ＩBUK、ＩBKLとなっている。一方の外側画像部分ＩBKUは上外周ベベル面１２Ｕが隣接する上面外周部分に対応しており、上外周ベベル面画像部分Ｉ12Uとこの外側画像部分ＩBKUとの境界線Ｅ15aは、上外周ベベル面１２Ｕと上面１１ａとの境界である第１境界縁部１５ａ（図７参照）に対応している。また、他方の外側画像部分ＩBKLは外周端面１２Ａに対応しており、上外周ベベル面画像部分Ｉ12Uとこの外側画像部分ＩBKLとの境界線Ｅ15bは、上外周ベベル面１２Ｕと外周端面１２Ａとの境界である第２境界縁部１５ｂ（図７参照）に対応している。上外周ベベル面画像部分Ｉ12U上には、第２膜層２２に対応した第２膜層画像部分Ｉ12U（２２）及び第３膜層２３に対応した第３膜層画像部分Ｉ12U（２３）が形成されている。そして、この第１撮影画像には、第２膜層２２に重なる第３膜層２３に対応した第３膜層画像部分Ｉ12U（２３）の縁線Ｅ23が表れている。
【００４８】
第２撮影画像データＤＩApにて表される第２撮影画像は、例えば、図１２（ｂ）及び図１３（ａ）に示されるようになる。この第２撮影画像は、外周端面画像部分Ｉ12Aを含み、周方向を横切る方向におけるその両側が外側画像部分ＩBUK、ＩBKLとなっている。一方の外側画像部分ＩBKUは外周端面１２Ａが隣接する上外周ベベル面１２Ｕに対応しており、外周端面画像部分Ｉ12Aとこの外側画像部分ＩBKUとの境界線Ｅ15bは、外周端面１２Ａと上外周ベベル面１２Ｕとの境界である第２境界縁部１５ｂ（図７参照）に対応している。また、他方の外側画像部分ＩBKLは下外周ベベル面１２Ｌに対応しており、外周端面像部分Ｉ12Aとこの外側画像部分ＩBKLとの境界線Ｅ15cは、外周端面１２Ａと下外周ベベル面１２Ｌとの境界である第３境界縁部１５ｃ（図７参照）に対応している。外周端面画像部分Ｉ12A上には、第１膜層２１に対応した第１膜層画像部分Ｉ12A（２１）、第２膜層２２に対応した第２膜層画像部分Ｉ12A（２２）及び第３膜層２３に対応した第３膜層画像部分Ｉ12A（２３）が形成されている。そして、この第２撮影画像には、第１膜層２１に重なる第２膜層２２に対応した第２膜層画像部分Ｉ12A（２２）の縁線Ｅ22、及び第２膜層２２に重なる第３膜層２３に対応した第３膜層画像部分Ｉ12A（２３）の縁線Ｅ23が表れている。
【００４９】
第３撮影画像データＤＩLbにて表される第３撮影画像は、例えば、図１３（ｂ）及び図１４（ａ）に示されるようになる。この第３撮影画像は、下外周ベベル面画像部分Ｉ12Lを含み、周方向を横切る方向におけるその両側が外側画像部分ＩBUK、ＩBKLとなっている。一方の外側画像部分ＩBKUは下外周ベベル面１２Ｌが隣接する外周端面１２Ａに対応しており、下外周ベベル面画像部分Ｉ12Lとこの外側画像部分ＩBKUとの境界線Ｅ15cは、下外周ベベル面１２Ｌと外周端面１２Ａとの境界である第３境界縁部１５ｃ（図７参照）に対応している。また、他方の外側画像部分ＩBKLは下面外周部分に対応しており、下外周ベベル面画像部分Ｉ12Lとこの外側画像部分ＩBKLとの境界線Ｅ15dは、下外周ベベル面１２Ｌと下面１１ｂとの境界である第４境界縁部１５ｄ（図７参照）に対応している。下外周ベベル面画像部分Ｉ12L上には、第１膜層２１に対応した第１膜層画像部分Ｉ12L（２１）及び第２膜層２２に対応した第２膜層画像部分Ｉ12L（２２）が形成されている。そして、この第３撮影画像には、第１膜層画像部分Ｉ12L（２１）の縁線Ｅ21及び第１膜層２１に重なる第２膜層２２に対応した第２膜層画像部分Ｉ12L（２２）の縁線Ｅ22が表れている。
【００５０】
第４撮影画像データＤＩSaにて表される第４撮影画像は、例えば、図１１（ａ）に示されるようになる。この第４撮影画像は、上面画像部分ＩSa（上面１１ａの上外周ベベル面１２Ｕとの隣接領域に対応）を含み、周方向を横切る方向におけるその一方側が外側画像部分ＩBKLとなっている。この外側画像部分ＩBKLは上外周ベベル面１２Ｕに対応しており、上面画像部分ＩSaとこの外側画像部分ＩBKLとの境界線Ｅ15aは、上面１１ａと上外周ベベル面１２Ｕとの境界である第１境界縁部１５ａ（図７参照）に対応している。上面画像部分ＩSa上には、第３膜層２３に対応した第３膜層画像部分ＩSa（２３）及び第４膜層２４に対応した第４膜層画像部分ＩSa（２４）が形成されている。そして、この第４撮影画像には、第３膜層２３に重なる第４膜層２４に対応した第４膜層画像部分ＩSa（２４）の縁線Ｅ24が表れている。
【００５１】
第５撮影画像データＤＩSbにて表される第５撮影画像は、例えば、図１４（ｂ）に示されるようになる。この第５撮影画像は、下面画像部分ＩSb（下面１１ａの下外周ベベル面１２Ｌとの隣接部分に対応）を含み、周方向を横切る方向におけるその一方側が外側画像部分ＩBKUとなっている。この背景画像部分ＩBKUは下外周ベベル面１２Ｌに対応しており、下面画像部分ＩSbとこの外側画像部分ＩBKUとの境界線Ｅ15dは、下面１１ｂと下外周ベベル面１２Ｌとの境界である第４境界縁部１５ｄ（図７参照）に対応している。なお、この例では、下面像部分ＩSb上には、特に膜層に対応した画像部分は表れていない。
【００５２】
図８に示す手順に従って第１撮影画像データＤＩUb〜第５撮影画像データＤＩSbを取得した処理ユニット２００は、次に、図９及び図１０に示す手順に従って処理を実行する。
【００５３】
まず、図９において、処理ユニット２００は、第１撮影画像データＤＩUbから、図１６（ａ）に示すように第１撮影画像上における上外周ベベル面画像部分Ｉ12Uと上面１１ａ側の外側画像部分ＩBKUとの境界線Ｅ15aを一般的なエッジ抽出の手法にて抽出してその周方向の各位置（θ）での縦方向位置ＹE15a（θ）を検出し、上外周ベベル面画像Ｉ12Uと外周端面１２Ａ側の外側画像部分ＩBKLとの境界線Ｅ15bを同様に抽出してその周方向の各位置（θ）での縦方向位置ＹE15bL（θ）を検出する（Ｓ１１）。処理ユニット２００は、次いで、第２撮影画像データＤＩApから、図１７（ａ）に示すように第２撮影画像上における外周端面画像部分Ｉ12Aと上外周ベベル面１２Ｕ側の外側画像部分ＩBKUとの境界線Ｅ15bを抽出してその周方向の各位置（θ）での縦方向位置ＹE15b（θ）を検出し、外周端面画像部分Ｉ12Aと下外周ベベル面１２Ｌ側の背景画像部分ＩBKLとの境界線Ｅ15cを抽出してその周方向の各位置（θ）での縦方向位置ＹE15cL（θ）を検出する（Ｓ１２）。そして、処理ユニット２００は、第３撮影画像データＤＩLbから、図１８（ａ）に示すように第３撮影画像上における下外周ベベル面画像部分Ｉ12Lと外周端面１２Ａ側の外側画像部分ＩBKUとの境界線Ｅ15cを抽出してその周方向の各位置（θ）での縦方向位置ＹE15c（θ）を検出し、下外周ベベル面画像部分Ｉ12Lと下面１１ｂ側の外側画像部分ＩBKLとの境界線Ｅ15dを抽出してその周方向の各位置（θ）での縦方向位置ＹE15dL（θ）とを検出する（Ｓ１３）。
【００５４】
更に、処理ユニット２００は、第４撮影画像データＤＩSaから、図１５（ａ）に示すように第４撮影画像上における上面画像部分ＩSaと上外周ベベル面１２Ｕ側の外側画像部分ＩBKLとの境界線Ｅ15aを抽出してその周方向の各位置（θ）での縦方向位置ＹE15aL（θ）を検出する（Ｓ１４）。処理ユニット２００は、次いで、第５撮影画像データＤＩSbから、図１９（ａ）に示すように第５撮影画像上における下面画像部分ＩSbと下外周ベベル面１２Ｌ側の外側画像部分ＩBKUとの境界線Ｅ15dを抽出してその周方向の各位置（θ）での縦方向位置ＹE15d（θ）を検出する（Ｓ１５）。
【００５５】
次に、処理ユニット２００は、各画像データＤＩUb、ＤＩAp、ＤＩLb、ＤＩSa、ＤＩSbの補正処理を行う（Ｓ１６）。この補正処理は、次のようにしてなされる。
【００５６】
第１撮影画像データＤＩUbについては、対応する第１撮影画像上における上外周ベベル面画像部分Ｉ12Uとその外側画像部分ＩBKUとの境界線Ｅ15aの周方向の各位置（θ）での縦方向位置ＹE15a（θ）を基準にして、第１撮影画像上の各画素点の周方向の対応した位置（θ）での縦方向位置Ｙ1（θ）が表されるように補正される。具体的には、図１６（ｂ）に示すように、境界線Ｅ15aの周方向の各位置（θ）での縦方向位置Ｙ1（θ）をゼロとし（Ｙ1＝０）、各画素点の周方向の対応した位置（θ）での縦方向位置Ｙ1（θ）が、境界線Ｅ15aとの距離値として表される。即ち、補正後の第１撮影画像上の各画素点の周方向の各位置（θ）での縦方向位置Ｙ1（θ）は、補正前の境界線Ｅ15aの周方向の対応する位置（θ）での縦方向位置ＹE15a（θ）と、補正前の対応する画素点の周方向の対応する位置（θ）での縦方向位置Ｙ（θ）とによって、
Ｙ1（θ）＝Ｙ（θ）−ＹE15a（θ）
と表される。
【００５７】
このような第１撮影画像データＤＩUbの補正により、図１６（ｂ）に示されるように、補正後の第１撮影画像上における上外周ベベル面画像Ｉ12Uの他方側の境界線Ｅ15bの周方向の各位置（θ）での縦方向位置Ｙ1E15b（θ）は、補正前の同境界線Ｅ15bの周方向の対応する位置（θ）での縦方向位置ＹE15bL（θ）を用いて、同様に、
Ｙ1E15b（θ）＝ＹE15bL（θ）−ＹE15a（θ）
と表される。
【００５８】
また、補正後の第１撮影画像上における第３膜層２３に対応した第３膜層画像部分Ｉ12U（２３）の縁線Ｅ23の周方向の各位置（θ）での縦方向位置Ｙ1E23（θ）（膜層縁位置情報）は、補正前の同縁線Ｅ23の周方向の対応する縦方向位置ＹE23（θ）を用いて、同様に、
Ｙ1E23（θ）＝ＹE23（θ）−ＹE15a（θ）
と表される。
【００５９】
第２撮影画像データＤＩApについては、対応する第２撮影画像上における外周端面画像部分Ｉ12Aとその外側画像部分ＩBKUとの境界線Ｅ15bの周方向の各位置（θ）での縦方向位置ＹE15b（θ）を基準にして、第２撮影画像上の各画素点の周方向の対応した位置（θ）での縦方向位置Ｙ2（θ）が表されるように補正される。具体的には、図１７（ｂ）に示すように、境界線Ｅ15bの周方向の各位置（θ）での縦方向位置Ｙ2（θ）をゼロとし（Ｙ2＝０）、各画素点の周方向の対応した位置（θ）での縦方向位置Ｙ2（θ）が、境界線Ｅ15bとの距離値として表される。即ち、補正後の第２撮影画像上の各画素点の周方向の各位置（θ）での縦方向位置Ｙ2（θ）は、補正前の境界線Ｅ15bの周方向の対応する位置（θ）での縦方向位置ＹE15b（θ）と、補正前の対応する画素点の周方向の対応する位置（θ）での縦方向位置Ｙ（θ）とによって、
Ｙ2（θ）＝Ｙ（θ）−ＹE15b（θ）
と表される。
【００６０】
このような第２撮影画像データＤＩApの補正により、図１７（ｂ）に示されるように、補正後の第２撮影画像上における外周端面画像Ｉ12Aの他方側の境界線Ｅ15cの周方向の各位置（θ）での縦方向位置Ｙ2E15c（θ）は、補正前の同境界線Ｅ15cの周方向の対応する位置（θ）での縦方向位置ＹE15cL（θ）を用いて、同様に、
Ｙ2E15c（θ）＝ＹE15cL（θ）−ＹE15b（θ）
と表される。
【００６１】
また、補正後の第２撮影画像上における第３膜層２３に対応した第３膜層画像部分Ｉ12A（２３）の縁線Ｅ23の周方向の各位置（θ）での縦方向位置Ｙ2E23（θ）（膜層縁位置情報）は、補正前の縁線Ｅ23の周方向の対応する位置（θ）での縦方向位置ＹE23（θ）を用いて、同様に、
Ｙ2E23（θ）＝ＹE23（θ）−ＹE15b（θ）
と表され、また、第２膜層２２に対応した第２膜層画像部分Ｉ12A（２２）の縁線Ｅ22の周方向の各位置（θ）での縦方向位置Ｙ2E22（θ）（膜層縁位置情報）は、補正前の同縁線Ｅ22の周方向の対応する位置（θ）での縦方向位置ＹE22（θ）を用いて、同様に、
Ｙ2E22（θ）＝ＹE22（θ）−ＹE15b（θ）
と表される。
【００６２】
第３撮影画像データＤＩLbについては、対応する第３撮影画像上における下外周ベベル面画像部分Ｉ12Lとその外側画像部分ＩBKUとの境界線Ｅ15cの周方向の各位置（θ）での縦方向位置ＹE15c（θ）を基準にして、第３撮影画像上の各画素点の周方向の対応した位置（θ）での縦方向位置Ｙ3（θ）が表されるように補正される。具体的には、図１８（ｂ）に示すように、境界線Ｅ15cの周方向の各位置（θ）での縦方向位置Ｙ3（θ）をゼロとし（Ｙ3＝０）、各画素点の周方向の対応した位置（θ）での縦方向位置Ｙ3（θ）が、境界線Ｅ15cとの距離値として表される。即ち、補正後の第３撮影画像上の各画素点の周方向の各位置（θ）での縦方向位置Ｙ3（θ）は、補正前の境界線Ｅ15cの周方向の対応する位置（θ）での縦方向位置ＹE15c（θ）と、補正前の対応する画素点の周方向の対応する位置（θ）での縦方向位置Ｙ（θ）とによって、
Ｙ3（θ）＝Ｙ（θ）−ＹE15c（θ）
と表される。
【００６３】
このような第３撮影画像データＤＩLbの補正により、図１８（ｂ）に示されるように、補正後の第３撮影画像上における下外周ベベル面画像部分Ｉ12Lの他方側の境界線Ｅ15dの周方向の各位置（θ）での縦方向位置Ｙ3E15d（θ）は、補正前の同境界線Ｅ15dの周方向の対応する位置（θ）での縦方向位置ＹE15dL（θ）を用いて、同様に、
Ｙ3E15d（θ）＝ＹE15dL（θ）−ＹE15c（θ）
と表される。
【００６４】
また、補正後の第３撮影画像上における第２膜層２２に対応した第２膜層画像部分Ｉ12L（２２）の縁線Ｅ22の周方向の各位置（θ）での縦方向位置Ｙ3E22（θ）（膜層縁位置情報）は、補正前の同縁線Ｅ22の周方向の対応する位置（θ）での縦方向位置ＹE22を用いて、同様に、
Ｙ3E22（θ）＝ＹE22（θ）−ＹE15c（θ）
と表され、また、第１膜層２１に対応した第１膜層画像部分Ｉ12L（２１）の縁線Ｅ21の周方向の各位置（θ）での縦方向位置Ｙ3E21（膜層縁位置情報）は、補正前の同縁線Ｅ21の周方向の対応する位置（θ）での縦方向位置ＹE21（θ）を用いて、同様に、
Ｙ3E21（θ）＝ＹE21（θ）−ＹE15c（θ）
と表される。
【００６５】
また、第４撮影画像データＤＩSaについては、対応する第４撮影画像上における上面画像部分ＩSaとその外側画像部分ＩBKLとの境界線Ｅ15aの周方向の各位置（θ）での縦方向位置ＹE15aL（θ）を基準にして、第４撮影画像上の各画素点の周方向の対応した位置（θ）での縦方向位置Ｙ4（θ）が表されるように補正される。具体的には、図１５（ｂ）に示すように、境界線Ｅ15aの周方向の各位置（θ）での縦方向位置Ｙ4（θ）をゼロとし（Ｙ4＝０）、各画素点の周方向の対応した位置（θ）での縦方向位置Ｙ4（θ）が、境界線Ｅ15aとの距離値として表される。即ち、補正後の第４撮影画像上の各画素点の周方向の各位置（θ）での縦方向位置Ｙ4（θ）は、補正前の境界線Ｅ15aの周方向の対応する位置（θ）での縦方向位置ＹE15aL（θ）と、補正前の対応する画素点の周方向の対応する位置での縦方向位置Ｙ（θ）とによって、
Ｙ4（θ）＝Ｙ（θ）−ＹE15aL（θ）
と表される。
【００６６】
このような第４撮影画像データＤＩSaの補正により、補正後の第４撮影画像上における第４膜層２４に対応した第４膜層画像部分ＩSb（２４）の縁線Ｅ24の周方向の各位置（θ）での縦方向位置Ｙ4E24（θ）（膜層縁位置情報）は、補正前の同縁線Ｅ24の周方向の対応する位置（θ）での縦方向位置ＹE24（θ）を用いて、同様に、
Ｙ4E24（θ）＝ＹE24（θ）−ＹE15aL（θ）
と表される。
【００６７】
更に、第５撮影画像データＤＩSbについては、対応する第５撮影画像上における下面画像部分ＩSbとその外側画像部分ＩBKUとの境界線Ｅ15dの周方向の各位置（θ）での縦方向位置ＹE15d（θ）を基準にして、第５撮影画像上の各画素点の周方向の対応した位置（θ）での縦方向位置Ｙ5（θ）が表されるように補正される。具体的には、図１９（ｂ）に示すように、境界線Ｅ15dの周方向の各位置（θ）での縦方向位置Ｙ5（θ）をゼロとし（Ｙ5＝０）、各画素点の周方向の対応した位置（θ）での縦方向位置Ｙ5（θ）が、境界線Ｅ15dとの距離値として表される。即ち、補正後の第５撮影画像上の各画素点の周方向の各位置（θ）での縦方向位置Ｙ5（θ）は、補正前の境界線Ｅ15dの周方向の対応する位置（θ）での縦方向位置ＹE15d（θ）と、補正前の対応する画素点の周方向の対応する位置での縦方向位置Ｙ（θ）とによって、
Ｙ4（θ）＝Ｙ（θ）−ＹE15d（θ）
と表される。
【００６８】
前述したような撮影画像データＤＩUb、ＤＩAp、ＤＩLb、ＤＩSa、ＤＩSbの補正処理（Ｓ１６）が終了すると、処理ユニット２００は、図１０に示す処理に移行して、前記補正された撮影画像データＤＩUb、ＤＩAp、ＤＩLb、ＤＩSa、ＤＩsbから、合成画像（合成画像データ）を生成する（Ｓ１７）。この合成画像の生成は、次のようにしてなされる。
【００６９】
この合成画像を生成する処理では、例えば、第１撮影画像データＤＩUbで表される第１撮影画像に含まれる上面外周ベベル面画像部分Ｉ12Uと外側画像部分ＩBKUとの境界線Ｅ15aが基準境界線として決められている。
【００７０】
前記第１撮影画像における前記補正の基準となった上外周ベベル面画像部分Ｉ12Uと外側画像部分ＩBKUとの境界線Ｅ15a（図１６参照）と、第４撮影画像における前記補正の基準となった上面画像部分ＩSaと外側画像部分ＩBKLとの境界線Ｅ15a（図１５参照）とを合致させるように、上外周ベベル面画像部分Ｉ12Uと上面画像部分ＩSaとが接合される。また、前記上外周ベベル面画像部分Ｉ12Uと外側画像部分ＩBKLとの境界線Ｅ15b（図１６参照）と、第２撮影画像における前記補正の基準となった外周端面画像部分Ｉ12Aと外側画像部分ＩBKUとの境界線Ｅ15b（図１７参照）とを合致させるように、上外周ベベル面画像部分Ｉ12Uと外周端面画像部分Ｉ12Aとが接合される。前記外周端面画像部分Ｉ12Aと外側画像部分ＩBKLとの境界線Ｅ15c（図１７参照）と、第３撮影画像における前記補正の基準となった下外周ベベル面画像Ｉ12Lと外側画像部分ＩBKUとの境界線Ｅ15c（図１８参照）とを合致させるように、外周端面画像部分Ｉ12Aと下外周ベベル面画像部分Ｉ12Lとが接合される。更に、前記下外周ベベル面画像Ｉ12Lと外側画像部分ＩBKLとの境界線Ｅ15d（図１８参照）と、第５撮影画像における前記補正の基準となった下面画像部分ＩSbと外側画像部分ＩBKUとの境界線Ｅ15d（図１９参照）とを合致させるように、下外周ベベル面画像部分Ｉ12Lと下面画像部分ＩSbとが接合される。
【００７１】
このようにして、それぞれ異なる撮影画像に含まれる、上面画像部分ＩSa、上外周ベベル面画像部分Ｉ12U、外周端面画像部分Ｉ12A、下外周ベベル面画像部分Ｉ12L及び下面画像部分ＩSbが合体してなる、図２０に示すような合成画像が生成される。この合成画像では、各画素点の周方向の各位置（θ）での縦方向位置Ｙ（θ）が、基準境界線となる第１撮影画像の境界線Ｅ15aの周方向の対応する位置での縦方向位置を基準として決められている。
【００７２】
従って、図２０に示すように、合成画像の上面画像部分ＩSaの領域では、各画素点の周方向の各位置（θ）での縦方向位置Ｙ（θ）の値は、前述したように第４撮影画像データＤＩSaから境界線Ｅ15aを基準にした補正（図１５参照）によって得られた各画素点の周方向の対応する位置（θ）での縦方向位置Ｙ4（θ）の値に相当するように決められる。例えば、
Ｙ（θ）＝Ｙ4（θ）
となる。
【００７３】
合成画像の上外周ベベル面画像部分Ｉ12Uの領域では、各画素点の周方向の各位置（θ）での縦方向位置Ｙ（θ）の値は、前述したように第１撮影画像データＤＩUbから境界線Ｅ15aを基準にした補正（図１６参照）によって得られた各画素点の周方向の対応する位置（θ）での縦方向位置Ｙ1（θ）の値に相当するように決められる。例えば、
Ｙ（θ）＝Ｙ1（θ）
となる。
【００７４】
また、合成画像の外周端面画像部分Ｉ12Aの領域では、各画素点の周方向の各位置（θ）での縦方向位置Ｙ（θ）の値は、前述したように第２撮影画像データＤＩApから境界線Ｅ15bを基準にした補正（図１７参照）によって得られた各画素点の周方向の対応する位置（θ）での縦方向位置Ｙ2（θ）の値に、前記境界線Ｅ15bの周方向の対応する位置（θ）での前記基準境界線Ｅ15aからの距離（Ｙ1E15b（θ））を加えた値に相当するように決められる。例えば、
Ｙ（θ）＝Ｙ1E15b（θ）＋Ｙ2（θ）
となる。
【００７５】
更に、合成画像の下外周ベベル面画像部分Ｉ12Lの領域では、各画素点の周方向の各位置（θ）での縦方向位置Ｙ（θ）の値は、前述したように第３撮影画像データＤＩLbから境界線Ｅ15cを基準にした補正（図１８参照）によって得られた各画素点の周方向の対応する位置（θ）での縦方向位置Ｙ3（θ）の値に、前記境界線Ｅ15cの周方向の対応する位置（θ）での前記基準境界線Ｅ15aからの距離（Ｙ1E15b（θ）＋Ｙ2E15c（θ））を加えた値に相当するように決められる。例えば、
Ｙ（θ）＝Ｙ1E15b（θ）＋Ｙ2E15c（θ）＋Ｙ3（θ）
となる。
【００７６】
また、合成画像の下面画像部分ＩSbの領域では、各画素点の周方向の各位置（θ）での縦方向位置Ｙ（θ）の値は、前述したように第５撮影画像データＤＩSbから境界線Ｅ15dを基準とした補正（図１９参照）によって得られた各画素点の周方向の対応する位置（θ）での縦方向位置Ｙ5（θ）の値に、前記境界線Ｅ15dの周方向の対応する位置（θ）での前記基準境界線Ｅ15aからの距離（Ｙ1E15b（θ）＋Ｙ2E15c（θ）＋Ｙ3E15d（θ））を加えた値に相当するように決められる。例えば、
Ｙ（θ）＝Ｙ1E15b（θ）＋Ｙ2E15c（θ）＋Ｙ3E15d（θ）＋Ｙ5（θ）
となる。
【００７７】
前述したようにして合成画像（合成画像データ）が生成されると、処理ユニット２００は、その合成画像データに基づいて表示ユニット２２０に図２０に示すような合成画像を表示させることができる。そして、図１０に戻って、処理ユニット２００は、前記合成画像上で、各膜層２１、２２、２３、２４に対応した膜層画像部分の縁線Ｅ21、Ｅ22、Ｅ23、Ｅ24を通常のエッジ検出手法に従って検出する（Ｓ１８）。各縁線Ｅ21、Ｅ22、Ｅ23、Ｅ24の周方向の各位置（θ）での縦方向位置ＹE21（θ）、ＹE22（θ）、ＹE23（θ）、ＹE24（θ）（膜層縁位置情報）は、合成画像上の所定の座標系Ｙ−θにて表すことができる。ただし、各縁線の周方向の各位置（θ）での縦方向位置ＹE21（θ）、ＹE22（θ）、ＹE23（θ）、ＹE24（θ）は、前述したように第１撮影画像上の境界線Ｅ15aの周方向の対応する位置（θ）での縦方向位置を基準とした相対的な関係が維持されている。
【００７８】
更に、処理ユニット２００は、前述したように得られた合成画像上での膜層画像の縁線間の間隔を計測する（Ｓ１９）。例えば、図２０に示すように、膜層２３に対応した膜層画像部分の縁線Ｅ23と、この膜層２３に重なる膜層２４に対応した膜層画像部分の縁線Ｅ24との間の間隔Δ4-3（θ）（＝ＹE24（θ）−ＹE23（θ））、膜層２２に対応した膜層画像部分の縁線Ｅ22と、この膜層２２に重なる膜層２３に対応した膜層画像部分の縁線Ｅ23との間隔Δ3-2（θ）（＝ＹE23（θ）−ＹE22（θ））、膜層２１に対応した膜層画像部分の縁線Ｅ21と、この膜層２１に重なる膜層２２に対応した膜層画像部分の縁線Ｅ22との間隔Δ2-1（θ）（＝ＹE22（θ）−ＹE21（θ））が合成画像上にて計測される。
【００７９】
そして、処理ユニット２００は、各膜層画像部分の縁線Ｅ21、Ｅ22、Ｅ23、Ｅ24の周方向の各位置（θ）での縦方向位置ＹE21（θ）、ＹE22（θ）、ＹE23（θ）、ＹE24（θ）（膜層縁位置情報）、各縁線間の間隔Δ4-3（θ）（＝ＹE24（θ）−ＹE23（θ））、Δ3-2（θ）（＝ＹE23（θ）−ＹE22（θ））、Δ2-1（θ）（＝ＹE22（θ）−ＹE21（θ）に基づいて、検査対象となるウエーハ１０の表面に形成された膜層２１〜２４についての評価情報を生成する（Ｓ２０）。この評価情報は、膜層画像部分の縁線Ｅ21、Ｅ22、Ｅ23、Ｅ24の周方向の各位置（θ）での縦方向位置ＹE21（θ）、ＹE22（θ）、ＹE23（θ）、ＹE24（θ）（膜層縁位置情報）、各縁線間の間隔Δ4-3（θ）（＝ＹE24（θ）−ＹE23（θ））、Δ3-2（θ）（＝ＹE23（θ）−ＹE22（θ））、Δ2-1（θ）（＝ＹE22（θ）−ＹE21（θ）そのものを所定の形式にて表したものであっても、例えば、閾値処理により得られるランク情報や良否の判定情報であってもよい。また、複数のウエーハ１０についての評価情報を統計的に処理して得られる情報を評価情報とすることもできる。
【００８０】
処理ユニット２００は、前述した合成画像とともに得られた評価情報を表示ユニット２２０に表示させた（出力処理：Ｓ２１）後、処理を終了させる。オペレータは、表示ユニット２２０に表示される合成画像や、種々の評価情報により、検査対象となっているウエーハ１０の良否や、ウエーハ１０表面に膜層を形成させるプロセスにおける条件の適否等を判断することができる。
【００８１】
前述したような検査装置によれば、ウエーハ１０の上面外周部分、上外周ベベル面１２Ｕ、外周端面１２Ａ、下外周ベベル面１２Ｌ及び下面外周部分のそれぞれを含む各撮影視野範囲に対応した撮影画像を表す撮影画像データから、それらの面に対応した複数の面画像部分をそれらの対応する境界線を合致させるようにして接合させた合成画像（図２０参照）を表す合成画像データを生成し、その合成画像データに基づいて前記合成画像を表示ユニット２２０に表示させるようにしたので、その表示ユニット２２０に表示される合成画像から、ウエーハ１０の連続する前記上面外周部分、上外周ベベル面１２Ｕ、外周端面１２Ａ、下外周ベベル面１２Ｌ及び下面外周部分の状態を総合的に把握することができる。具体的には、その合成画像上の膜層に対応した膜層画像部分の縁線を表す膜層縁位置情報によって、ウエーハ１０の上面１１ａ、上外周ベベル面１２Ｕ、外周端面１２Ａ、下外周ベベル面１２Ｌ及び下面１１ｂのうちのどの面に形成された膜層であっても、その縁線の位置を統一的な基準で表すことができ、ウエーハ１０の表面に形成される膜層の形成位置を精度良く定量的に評価（検査）することができるようになる。更に、具体的には、図２０に示すように、異なる面に形成された２つの膜層の縁線間の間隔であっても、対応する２つの膜層画像部分の縁線間の間隔Δ4-3、Δ3-2、Δ2-1によって定量的に評価することができるようになる。
【００８２】
また、上面１１ａと上外周ベベル面１２Ｕとの境界となる第１境界縁部１５ａに対応した撮影画像上での境界線Ｅ15aの周方向の各位置での縦方向位置を基準にして決められた合成画像上の膜層画像部分の縁線の周方向の対応する位置での縦方向位置が膜層縁位置情報として得られるので、その膜層縁位置情報により、各膜層の縁位置を、前記上面１１ａと上外周ベベル面１２Ｕとの境界となる第１境界縁部１５ａを基準にして評価することができるようになる。従って、ウエーハ１０上の膜層の縁線の位置を精度良く定量的に評価することができるようになる。
【００８３】
なお、撮影の対象となる複数の面は、前述した５つの面でなく、上面外周部分、上外周ベベル面１２Ｕ、外周端面１２Ａ、下外周ベベル面１２Ｌ及び下面外周部分のうちの連続する２面であればよい。特に、ウエーハ１０の上外周ベベル面１２Ｕ、外周端面１２Ａ及び下外周ベベル面１２Ｌへの膜層の進入状態を特に評価したい場合には、それらの面だけを撮影対象（検査対象）とし、それらの面を撮影して得られる撮影画像から合成画像を生成することもできる。
【産業上の利用可能性】
【００８４】
以上、説明したように、本発明に係る円盤状基板の検査装置は、円盤状基板の表面に形成される膜層の形成位置を定量的に検査することのできるようになるので、半導体ウエーハ等の円盤状基板の外周部分を撮影して検査する円盤状基板の検査装置として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】本発明の実施の形態に係る円盤状基板の検査装置としての半導体ウエーハのエッジ検査装置の撮影系の主要部を模式的に示す図である。
【図２】半導体ウエーハの外周部分に対する５つのカメラユニットの撮影視野範囲を示す図である。
【図３】本発明の実施の一形態に係る円盤状基板の検査装置としての半導体ウエーハのエッジ検査装置の処理系の主要部を模式的に示すブロック図である。
【図４】表面に膜層の形成された半導体ウエーハに対する第１カメラユニット及び第２カメラユニットの撮影視野範囲Ｆ１、Ｆ２及びウエーハ上撮影範囲Ｌ１、Ｌ２を示す図である。
【図５】図４に示す半導体ウエーハの外周部分における上外周ベベル面を撮影する第１カメラユニットにより得られる画像例（ａ）と、外周端面を撮影する第２カメラユニットにより得られる画像例（ｂ）とを示す図である。
【図６】半導体ウエーハの外周部分の形状のばらつきを示す図である。
【図７】表面に第１膜層〜第４膜層の４つの膜層の形成された半導体ウエーハに対する５つのカメラユニットそれぞれの撮影視野範囲及びウエーハ上撮影範囲を示す図である。
【図８】図３に示す処理系における処理ユニットでの処理を示すフローチャート（その１）である。
【図９】図３に示す処理系における処理ユニットでの処理を示すフローチャート（その２）である。
【図１０】図３に示す処理系における処理ユニットでの処理を示すフローチャート（その３）である。
【図１１】図７に示す半導体ウエーハの外周部分における上面を撮影する第４カメラユニットにより得られる画像例（ａ）と、外周部分における上外周ベベル面を撮影する第１カメラユニットにより得られる画像例（ｂ）とを示す図である。
【図１２】図７に示す半導体ウエーハの外周部分における上外周ベベル面を撮影する第１カメラユニットにより得られる画像例（ａ）と、その外周端面を撮影する第２カメラユニットにより得られる画像例（ｂ）とを示す図である。
【図１３】図７に示す半導体ウエーハの外周部分における外周端面を撮影する第２カメラユニットにより得られる画像例（ａ）と、その下外周ベベル面を撮影する第３カメラユニットにより得られる画像例（ｂ）とを示す図である。
【図１４】図７に示す半導体ウエーハの外周部分における下外周ベベル面を撮影する第３カメラユニットにより得られる画像例（ａ）と、その半導体ウエーハの外周部分における下面を撮影する第５カメラユニットにより得られる画像例（ｂ）とを示す図である。
【図１５】第４カメラユニットにより得られ、第４膜層像の縁線Ｅ24及び半導体ウエーハの第１境界縁部１５ａに対応した境界線Ｅ15aを含む画像上における位置Ｙを示す図（ａ）と、該位置Ｙを前記第１境界縁部１５ａに対応した境界線位置ＹE15a（θ）を基準にして補正した画像上における補正位置Ｙ4を示す図（ｂ）である。
【図１６】第１カメラユニットにより得られ、第３膜層像の縁線Ｅ23、半導体ウエーハの第１境界縁部１５ａに対応した境界線Ｅ15a及び第２境界縁部１５ｂに対応した境界線Ｅ15bを含む画像上での位置Ｙを示す図（ａ）と、該位置Ｙを前記第１境界縁部１５ａに対応した境界線位置ＹE15a（θ）を基準にして補正した画像上における位置Ｙ1を示す図（ｂ）である。
【図１７】第２カメラユニットにより得られ、第３膜層像の縁線Ｅ23、第２膜層像の縁線Ｅ22、半導体ウエーハの第２境界縁部１５ｂに対応した境界線Ｅ15b及び第３境界縁部１５ｃに対応した境界線Ｅ15cを含む画像上での位置Ｙを示す図（ａ）と、該位置Ｙを前記第２境界縁部１５ｂに対応した境界線位置ＹE15b（θ）を基準にして補正した画像上における位置Ｙ2を示す図（ｂ）である。
【図１８】第３カメラユニットにより得られ、第２膜層像の縁線Ｅ22、第１膜層像の縁線Ｅ21、半導体ウエーハの第３境界縁部１５ｃに対応した境界線Ｅ15c及び第４境界縁部１５ｄに対応した境界線Ｅ15dを含む画像上での位置Ｙを示す図（ａ）と、該位置Ｙを前記第３境界縁部１５ｃに対応した境界ライン位置ＹE15c（θ）を基準にして補正した画像上における位置Ｙ3を示す図（ｂ）である。
【図１９】第５カメラユニットにより得られ、半導体ウエーハの第４境界縁部１５ｄに対応した境界線Ｅ15dを含む画像上での位置Ｙを示す図（ａ）と、該位置Ｙを前記第４境界縁部１５ｄに対応した境界線位置ＹE15d（θ）を基準にして補正した画像上における補正位置Ｙ5を示す図（ｂ）である。
【図２０】第１カメラユニット〜第５カメラユニットの５台のカメラユニットにより得られた５つの画像を合成して得られる合成画像を示す図である。
【図２１】半導体ウエーハの外観を示す斜視図（ａ）と、そのＡ−Ａ断面を拡大して示した断面図（ｂ）である。
【符号の説明】
【００８６】
１０  半導体ウエーハ
１０Ｅ  外周部分
１１ａ  上面
１１ｂ  下面
１２Ｕ  上外周ベベル面
１２Ａ  外周端面
１２Ｌ  下外周ベベル面
１５ａ  第１境界縁部
１５ｂ  第２境界縁部
１５ｃ  第３境界縁部
１５ｄ  第４境界縁部
２０  膜層
２１  第１膜層
２２  第２膜層
２３  第３膜層
２４  第４膜層
１００  ステージ
１１０  回転駆動モータ
１３０ａ  第１カメラユニット
１３０ｂ  第２カメラユニット
１３０ｃ  第３カメラユニット
１３０ｄ  第４カメラユニット
１３０ｅ  第５カメラユニット
２００  処理ユニット
２１０  操作ユニット
２２０  表示ユニット
【図１】
0005183147.tif 000002
【図２】
0005183147.tif 000003
【図３】
0005183147.tif 000004
【図４】
0005183147.tif 000005
【図５】
0005183147.tif 000006
【図６】
0005183147.tif 000007
【図７】
0005183147.tif 000008
【図８】
0005183147.tif 000009
【図９】
0005183147.tif 000010
【図１０】
0005183147.tif 000011
【図１１】
0005183147.tif 000012
【図１２】
0005183147.tif 000013
【図１３】
0005183147.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
0005183147.tif 000016
【図１６】
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【図１７】
0005183147.tif 000018
【図１８】
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【図１９】
0005183147.tif 000020
【図２０】
0005183147.tif 000021
【図２１】
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